El hidrógeno verde -producido a partir de recursos renovables como la energía solar y eólica- es una alternativa prometedora para responder a la futura demanda mundial de energía. Sin embargo, los aspectos económicos del hidrógeno verde suponen un reto en la actualidad, principalmente porque los costes y la disponibilidad de las fuentes de energía renovables son muy variables. PwC ha analizado recientemente el mercado mundial del hidrógeno verde y ha identificado un crecimiento potencial de la demanda, las trayectorias de los costes por país y los mercados de exportación e importación más prometedores.
Los resultados proporcionan a los responsables políticos y a los líderes del sector una orientación sobre cómo podría evolucionar el futuro mercado del hidrógeno verde.
¿Cuál es la situación actual?
En la actualidad, casi todo el hidrógeno que se produce en el mundo es “gris”, es decir, se produce a partir de gas natural. A falta de un precio sobre las emisiones de carbono, el hidrógeno gris es barato (entre 1 y 2 euros por kilogramo), no obstante, agrava el reto de mejorar la sostenibilidad medioambiental. El hidrógeno verde, en cambio, utiliza electricidad renovable para alimentar la electrólisis que divide las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. Como el hidrógeno verde no requiere combustibles fósiles, es una mejor solución a largo plazo para ayudar a descarbonizar las economías. Sin embargo, el hidrógeno verde -que actualmente cuesta entre 3 y 8 euros/kg en algunas regiones- es bastante más costoso que el gris.
Los mercados de producción más atractivos para el hidrógeno verde son aquellos que cuentan con fuentes renovables abundantes y de bajo coste. En algunas zonas de Oriente Medio, África, Rusia, EEUU y Australia, por ejemplo, el hidrógeno verde podría producirse hoy en día por un precio de entre 3 y 5 euros por kilogramo. En Europa, los costes de producción oscilan entre los 3 y los 8 euros por kilogramo. Los precios más bajos de estas horquillas podrían alcanzarse con mayor facilidad en lugares con acceso a centrales de energías renovables de bajo coste.
Sin embargo, los costes de producción disminuirán con el tiempo, debido al continuo descenso de los costes de producción de las energías renovables, a las economías de escala, a la experiencia adquirida en proyectos ya en marcha y a los avances tecnológicos. Como resultado, el hidrógeno verde cada vez será más económico. El reto es anticiparse a esas tendencias y actuar a tiempo.
La dinámica de la demanda de hidrógeno
Las previsiones de demanda de hidrógeno varían considerablemente debido, en parte, a las diferentes hipótesis de partida utilizadas en la modelización. Entre las diferencias principales se encuentran: el desarrollo de actividades económicas; la demanda mundial de energía; la evolución de los precios de la electricidad renovable; la intensidad de uso en los distintos sectores; el despliegue de tecnologías, como la electrificación o la captura y utilización/almacenamiento de CO2; y el desarrollo del marco reglamentario.
Nuestro informe elaborado junto con el Consejo Mundial de la Energía y el EPRI analiza y compara las proyecciones de la demanda mundial de hidrógeno a partir de 15 escenarios de 7 informes diferentes, y clasifica cada escenario en una de las tres categorías relacionadas con la ambición de reducir el aumento de la temperatura global: bajo, > 2,3°C de calentamiento global; medio, entre 1,8-2,3°C de calentamiento global, y alto, < 1,8°C de calentamiento global.
Tras agrupar los escenarios, el informe analiza los rangos de crecimiento medio de la demanda mundial de hidrógeno y calcula la desviación estándar de cada categoría.
- Evolución a largo plazo de la demanda de hidrógeno. Todos los informes predicen un crecimiento moderado pero constante de la demanda de hidrógeno hasta 2030, por diferentes razones. En primer lugar, los proyectos de hidrógeno verde en construcción y en funcionamiento se encuentran, a pesar de su creciente capacidad, casi exclusivamente en fase precomercial y tienen una capacidad limitada de producción de electrolizadores, normalmente muy por debajo de los 50 MW. Las centrales que se están construyendo cuentan con electrolizadores de mayor capacidad, de 100 MW o más, pero siguen siendo pequeñas en comparación con las actuales plantas de producción de hidrógeno gris.En segundo lugar, la construcción de la infraestructura necesaria para el uso de hidrógeno a gran escala, como oleoductos o terminales de exportación e importación, requerirá de muchos años para su ejecución (por ejemplo, se tarda entre siete y doce años en planificar y construir un oleoducto). En el mejor de los casos, la infraestructura necesaria se construirá en paralelo a la creciente demanda de hidrógeno a costes decrecientes para garantizar que en 2030 el hidrógeno pueda comercializarse y transportarse en las cantidades necesarias. Se prevé un aumento de la demanda de hidrógeno a partir de 2030 y otro fuerte incremento a partir de 2035 en todos los escenarios de ambición media y alta. Para alcanzar los objetivos fijados en París sobre el cambio climático, la planificación de las infraestructuras ha de comenzar ya.
- La demanda de hidrógeno está vinculada a los objetivos medioambientales. La desviación estándar de la demanda de hidrógeno en los distintos escenarios varía en gran medida para 2050, con un rango global de 150 a 600 Mt. Según los objetivos de reducción de la temperatura en los distintos escenarios, se necesitan mayores cantidades de hidrógeno para cumplir con los objetivos más ambiciosos en relación al cambio climático. En el caso del objetivo menos ambicioso de más de 2,3 °C, el crecimiento de la demanda de hidrógeno será lineal, ya que se seguirá utilizando el gas natural. De ahí que la demanda de hidrógeno en 2050 oscile entre 150 y 200 Mt. Si el objetivo es limitar el calentamiento global a 1,8-2,3 °C en 2050, la demanda será mayor: entre 160 y 490 Mt, con un crecimiento medio de unos 320 Mt.La gran variación de la demanda de hidrógeno se debe a las diferentes hipótesis sobre las tecnologías utilizadas, por ejemplo, el uso continuado del gas natural, las mejoras de la eficiencia, la electrificación directa o la captura y almacenamiento de carbono. Por último, el esfuerzo por alcanzar un objetivo de calentamiento global alineado con el Acuerdo de París por debajo de 1,8 ºC se traduce en una demanda de hidrógeno de 220-600 Mt para 2050, con un crecimiento medio en torno a 350 Mt.
- El uso de hidrógeno. El análisis de la demanda de hidrógeno por sectores puede resultar muy variado. En el caso de la Unión Europea, el desglose previsto, tal como se indica en el “European Hydrogen Roadmap“, es de un 39% de consumo de hidrógeno en el sector industrial, un 30% en el transporte, un 26% en calefacción y electricidad para edificios y un 5% en generación de electricidad. Para los países industrializados, es probable que la distribución de la UE sea una buena aproximación para estimar el desglose por sectores.
¿Cómo será el mercado en el futuro?
PwC ha analizado la evolución de los costes de producción del hidrógeno verde en todo el mundo, lo que nos ha permitido identificar a los pioneros y a los grandes proveedores potenciales en diferentes países y regiones.
Entre los principales resultados de nuestro análisis destacan los siguientes:
- Hasta 2030, la demanda de hidrógeno crecerá a un ritmo moderado y constante gracias a los múltiples nichos de mercado en los sectores de la industria, el transporte, la energía y la construcción.
- A través de la colaboración intersectorial, se formarán nuevas alianzas para desarrollar nuevos proyectos de producción de hidrógeno.
- Los costes de producción de hidrógeno disminuirán en torno a un 50% hasta 2030, y después seguirán bajando a un ritmo ligeramente más lento hasta 2050.
- En 2050, los costes de producción de hidrógeno verde en algunas regiones de Oriente Medio, África, Rusia, China, EE.UU. y Australia oscilarán entre 1 y 1,5 euros por kilogramo.
- En el mismo periodo de tiempo, los costes de producción en regiones con recursos renovables limitados, como grandes zonas de Europa, Japón o Corea, rondarán en torno a los 2 euros por kilogramo, lo que convertirá a estos mercados en posibles importadores de hidrógeno verde de otros países.
- De hecho, muchas de las regiones que cuentan con recursos renovables abundantes, pero que están muy pobladas, importarán hidrógeno, ya que la escasez de suelo limitará la capacidad de producción de electricidad verde para su consumo directo y su conversión en hidrógeno.
- Muchos de los grandes países -como EE.UU., Canadá, Rusia, China, India y Australia- cuentan con regiones para la producción competitiva y no competitiva de hidrógeno, lo que podría llevarles a impulsar el comercio dentro del país.
- Se desarrollarán centros de exportación e importación en todo el mundo, de forma similar a los actuales centros de petróleo y gas, pero con actores nuevos en regiones de gran riqueza en energías renovables.
